氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜稳定性的研究进展

氢化非晶硅(a-Si∶H)是一种重要的光敏感薄膜材料,其稳定性的好坏是决定能否应用于器件的重要因素之一。介绍了a-Si∶H薄膜稳定性的研究进展,论述了a-Si∶H薄膜的稳定性与Si-Si弱键的关系,分析了光致衰退效应(S-W效应)产生的几种机理,提出了在薄膜制备和后处理过程中消除或减少Si-Si弱键以提高a-Si∶H薄膜稳定性的方法。

a-Si:H太阳能电池i层中氧、硼杂质对其稳定性影响

基于pin结构的a－Si：H太阳能电池中空间电荷效应，讨论了i层中氧、硼杂质对其性能的影响，结果表明，氧硼杂质存在都改变a－Si：H太阳能电池内部电场分布，不利于光生载流子收集，但i层轻度因掺杂可抑制a－Si：H太阳能电池光诱导性能衰退，提高电池稳定性。而i层氧含量和助长了a－Si：H太阳能电地光诱导性能衰退的发生，高于1020cm－3的氧含量是有害的。

a－Si：Hp－i－n型太阳能电池中的载流子俘获效应──a－Si：H太阳能电池稳定性研究

本文基于我们的实验结果，应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ａ－Ｓｉ：ＨＰ－ｉ－ｎ型太阳能电池进行计算机数值分析。结果表明，随着光辐照发生的载流子俘获所造成的ａ－Ｓｉ：Ｈ中空间电荷净增加或减少都会使电池内部电场分布产生变化和准中性区（低场“死层”）的出现。这是ａ－Ｓｉ：Ｈｐ－ｉ－ｎ型太阳能电池光致性能衰退的重要原因。于是，一条提高ａ－Ｓｉ：Ｈ太阳能电池稳定性的新途径有可能被提出。

a－Si∶H Schottky势垒太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应

本文应用计算机数值模拟方法研究了ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势主太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应．结果表明，无论先生空穴或电子俘获都将改变电池中的电场分布，导致准中性区（低场“死层”）出现或扩大，从而减小了电池的载流子收集长度，这是引起ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒太阳能电池光致性能衰退的一个重要原因．

a-Si/μc-Si叠层结构太阳能电池中的光诱导性能衰退

通过应用 Scharfetter- Gummel解法数值求解 Poisson方程 ,对经高强度光辐照过的a- Si/ μc- Si叠层太阳能电池进行计算机数值模拟分析。结果表明 ,光生空穴俘获造成的 a- Si∶H(与μc- Si∶ H)中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高 a- Si∶ H薄膜中电场强度。在光照射下 ,空间电荷效应不会给 a- Si/μc- Si叠层结构中的 a- Si∶ H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,因而没有发生 a- Si/μc- Si叠层太阳能电池顶电池 (a- Si∶ H p- i- n)的光诱导性能衰退。a- Si/μc- Si叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。

a-Si/CIS叠层太阳能电池的光诱导性能衰退和稳定性分析

基于pin结构a Si∶H太阳能电池中的空间电荷效应 ,讨论a Si/CIS叠层太阳能电池的稳定性。结果表明 ,光生空穴俘获造成的a Si∶H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高a Si∶H薄膜中电场强度。在光照射下 ,空间电荷效应不会给a Si/CIS叠层结构中的a Si∶H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,因而没有发生a Si/CIS叠层太阳能电池顶电池 (p i na Si∶H)的光诱导性能衰退 ,a Si/CIS叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。

a-Si/poly-Si叠层太阳能电池稳定性研究

通过应用Scharfetter-Gummel解法数值求解泊松方程,对经高强度光辐照过的a-Si/poly-Si叠层太阳能电池进行计算机数值模拟分析。结果表明,光生空穴俘获造成的a-Si∶H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布,普遍抬高a-Si∶H薄膜中电场强度。在光照射下,空间电荷效应不会给a-Si/poly-Si叠层结构中的a-Si∶H薄膜带来准中性区(低场“死层”),因而没有发生a-Si/poly-Si叠层太阳能电池的光诱导性能衰退。a-Si/poly-Si叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。

a-Si/poly-Si叠层太阳能电池的空间电荷效应和稳定性分析

基于pin结构的a Si∶H太阳能电池中的空间电荷效应 ,讨论了a Si/poly Si叠层太阳能电池的稳定性。结果表明 ,在光照射下 ,光生空穴俘获造成了a Si∶H中正空间电荷密度的增加 ,从而改变了电池内部的电场分布 ,提高了a Si∶H薄膜中的电场强度。空间电荷效应不会给a Si/poly Si叠层结构中的a Si∶H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,也没有发生a Si/poly Si叠层太阳能电池的光诱导性能衰退 ,因而a Si/poly

a-Si/poly-Si叠层太阳电池稳定性的数值模拟分析

通过应用Scharfetter Gummel解法数值求解Poisson方程 ,对热平衡态a Si/ poli Si叠层太阳电池的光稳定性进行计算机数值模拟 ,详细分析光照射前后a Si/ poli Si叠层太阳电池中电场强度分布 ,指出在光照射下 ,光生空穴俘获造成的a Si:H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高a Si:H薄膜中的电场强度 ,没有给a Si/ poli Si叠层结构中的a Si:H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,不会发生a Si/poli Si叠层太阳电池的光诱导性能衰退 ,因而a Si/ poli Si叠层结构太阳电池具有较高的稳定性。

氢化非晶硅中空穴与电子的俘获效应──PIN型非晶硅太阳能电池稳定性研究

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳能电池进行计算机数值模拟。结果表明，载流子俘获效应所造成的α－Ｓｉ：Ｈ中空间电荷净增加或减少都会使电池内部电场分布发生改变和准中性区（低场“死层”）的出现，使电池性能因光的长期辐照而衰退。本文还讨论了α－Ｓｉ：Ｈ中载流子俘获效应的研究在高稳定性ＰＩＮ型非晶硅太阳能电池研制中的重要性。

热丝辅助MWECR-CVD法沉积氢化非晶硅薄膜研究

为了降低a-Si:H薄膜中的氢含量,提高其稳定性,在我们MWECR-CVD系统中引入了热丝装置,热丝对等离子体的热辐射使等离子体升温,既促进了气体的进一步分解和电离,获得较多的低氢原子基团,也减少了活性高硅烷聚合物的生成,从而使薄膜中的(SiH2)n的含量降低。同时,热丝对样品表面提供的热辐射和光辐射也可以进一步降低薄膜的氢含量。实验结果表明,用这种装置沉积的a-Si:H薄膜,氢含量可降低到4.5at%左右,稳定性明显增强,光敏性也有一定改善。

非晶硅薄膜太阳能电池应用分析

介绍非晶硅薄膜太阳能电池,分析其光致衰退效应与影响光电性能的各种因素。总结并展望了优化非晶硅太阳能电池的各种技术。

非晶硅薄膜太阳能电池研究进展

介绍了非晶硅薄膜太阳能电池的发展现状及制约非晶硅薄膜太阳能发展的两个关键性因素:转化效率低、光致衰减。对近年来提高非晶硅薄膜太阳能转化效率的新技术和非晶硅薄膜太阳能电池光致衰减的特性及模型进行综叙;重点阐述窗口层材料、中间层、叠层电池等提高非晶硅薄膜太阳能电池转化效率的新技术。文章最后对非晶硅膜太阳能电池未来的发展趋势进行了展望。

P型Cz-Si太阳能电池光致再生技术

对P型Cz-Si太阳能电池进行光致再生(LIR)测试,探寻抑制光致衰减(LID)效应的解决方案。选取A、B组电池样品各4片,在230℃下,A组分别采用[1,10,20,30]k W/m^2的光照功率进行10 s的LIR处理、B组采用20 k W/m^2的光照功率分别进行[10,20,30,40]s的LIR处理;A、B组均在2 k W/m^2光照功率、85℃温度下进行10 H的LID测试,考察LIR后和LID后的电池转换效率相对变化值。随着光照功率的增大,LIR后的相对变化值由0.148%提升至0.792%,LID后的相对变化值由-2.608%改善至-0.396%,效果显著;随着光照时间的推移,LIR后的相对变化值由0.695%提升至0.939%,LID后的相对变化值由-0.794%改善至-0.395%,不甚显著。对现象成因进行讨论,表明高光照功率激发了电池硅基体内部的H^+、H^0和H^-,其中H^0和H^-存在的电子能够分别对硅基体内部和表面进行钝化,提升其少子寿命;H^+能够与B^-结合成BH复合体,阻碍BO复合体的生成,从而抑制电池的LID效应。